Puede ser pegajoso e inconveniente, pero el sudor humano tiene al menos una característica positiva: puede dar una idea de lo que está sucediendo dentro de su cuerpo. Un nuevo estudio publicado en el Revista ECS de Ciencia y Tecnología de Estado Sólido tiene como objetivo aprovechar la gran cantidad de información médica del sudor a través del desarrollo de un sensor sostenible y portátil para detectar los niveles de lactato en la transpiración.
"Cuando el cuerpo humano se somete a un ejercicio extenuante, hay un punto en el que la función muscular aeróbica se convierte en función muscular anaeróbica", dice Jenny Ulyanova, investigadora de CFD Research Corporation CFDRC y coautora del artículo. "En ese momento, lactatose produce a un ritmo más rápido de lo que se consume. Cuando eso sucede, saber cuáles son esos niveles puede ser un indicador de condiciones potencialmente problemáticas como fatiga muscular, estrés y deshidratación ".
Utilizando tecnología verde
El uso del sudor para rastrear los cambios en el cuerpo no es un concepto nuevo. Si bien ha habido muchos desarrollos en los últimos años para detectar cambios en las concentraciones de los componentes del sudor, no se ha utilizado tecnología verde puramente biológica para estos dispositivos.Un equipo de investigadores de CFDRC, en colaboración con la Universidad de Nuevo México, desarrolló un sensor basado en enzimas alimentado por una celda de biocombustible, que proporciona una fuente de energía segura y renovable.
Las celdas de biocombustibles se han convertido en una tecnología prometedora en el campo del almacenamiento de energía, pero aún se enfrentan a muchos problemas relacionados con vidas cortas activas, bajas densidades de energía y bajos niveles de eficiencia. Sin embargo, tienen varios puntos atractivos, incluida su capacidad para usar energías renovablescombustibles como la glucosa e implementan catalizadores asequibles y renovables.
"La celda de biocombustible funciona en este caso en particular porque el sensor es un dispositivo de baja potencia", dice Ulyanova. "Son muy buenos para tener altas densidades de energía, pero las densidades de energía todavía están en progreso. Pero para las bajasaplicaciones de energía como este sensor en particular, funciona muy bien "
En su investigación, titulada "Sistema de sensor portátil que funciona con una célula de biocombustible para la detección de niveles de lactato en el sudor", el equipo alimentó las células de biocombustible con un combustible basado en glucosa. Esta misma tecnología enzimática, donde las enzimas oxidan el combustible ygenerar energía, se usa en el electrodo de trabajo del sensor que permite la detección de lactato en el sudor.
Dirigido a lactato
Si bien el uso de la celda de biocombustible es un aspecto novedoso de este trabajo, lo que lo distingue de desarrollos similares en el campo es el uso de procesos electroquímicos para detectar con mucha precisión un compuesto específico en un medio muy complejo como el sudor.
"Lo estamos haciendo electroquímicamente, por lo que estamos buscando aplicar una carga constante al sensor y generar una respuesta de corriente", dice Ulyanova, "que es directamente proporcional a la concentración de nuestro analito objetivo".
Aplicaciones prácticas
Originalmente, el sensor se desarrolló para ayudar a detectar y predecir condiciones relacionadas con los niveles de lactato es decir, fatiga y deshidratación para el personal militar.
"El sensor fue diseñado para un soldado en entrenamiento en el campo de entrenamiento", dice Sergio Omar García, investigador de CFDRC y coautor del artículo, "pero podría aplicarse a personas activas y a cualquiera que participe en actividades extenuantes."
En cuanto a las aplicaciones comerciales, los investigadores creen que el dispositivo podría usarse como una ayuda de entrenamiento para monitorear los cambios de lactato de la misma manera que los atletas usan monitores de frecuencia cardíaca para ver cómo cambia su frecuencia cardíaca durante el ejercicio
pruebas en el cuerpo
El equipo está trabajando actualmente para rediseñar la apariencia física del parche para pasar de la investigación de laboratorio a las pruebas en el cuerpo. Una vez que los científicos optimizan cómo se adhiere el sensor a la piel, la entrega / extracción de muestras de sudor y los componentes electrónicos del sistema, los voluntarios probarán sus capacidades mientras hacen ejercicio.
"De hecho, habíamos hablado sobre esta idea con algunos entrenadores de fútbol locales de la escuela secundaria", dice Ulyanova, "y parece que realmente les gusta y están dispuestos a utilizar sus jugadores para probar beta la idea".
Después de recopilar los datos iniciales, el equipo podrá trabajar con otros grupos para interpretar los datos y relacionarlos con la condición física de la persona. Con esto, se podrían construir modelos predictivos para ayudar a prevenir condiciones relacionadas con el esfuerzo excesivo individual.
Los planes futuros para el dispositivo incluyen la implementación de la transmisión inalámbrica de resultados y el desarrollo de un conjunto de sensores un sensor híbrido que puede detectar otras biomoléculas, indicativas de estresores físicos o fisiológicos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad electroquímica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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